現貨庫存,2小時發(fā)貨,提供寄樣和解決方案
熱搜關鍵詞:
在開關電源的設計與調試過程中,電感電流的測量是評估系統(tǒng)性能、驗證元件選型和診斷潛在問題的關鍵手段。尤其對于降壓(Buck)、升壓(Boost)等拓撲,通過觀測電感電流波形,工程師可判斷電感是否飽和、輸出電流紋波是否合理,并分析環(huán)路穩(wěn)定性。然而,如何進行準確、低干擾的測量,是許多工程師面臨的實際挑戰(zhàn)。本文以典型的降壓型轉換器為例,介紹推薦的電感電流測量方法,并對比不同測量方案的優(yōu)劣。
如圖1所示,在降壓拓撲中,電感一端連接開關節(jié)點(SW),電壓在VIN與GND之間高速切換;另一端連接輸出端(VOUT),電壓相對穩(wěn)定。為減少電場耦合(容性噪聲)對測量的影響,應將電流檢測點設置在電感的“安靜側”,即輸出端一側。
圖1
標準測量步驟如下:
將電感的一個焊盤從PCB上抬起;
該引腳通過一小段輔助導線重新連接至PCB;
將此導線穿過交流/直流電流探頭;
探頭連接示波器,即可實時觀測電感電流波形。
該方法利用了電流探頭的非侵入式特性,避免引入額外電阻或改變電路布局,同時最大限度地降低高頻開關噪聲的耦合風險。
盡管分流電阻成本低、易于實現,但在開關電源中直接串聯分流電阻測量電感電流存在明顯缺陷:
高dv/dt噪聲耦合:由于電感鄰近高di/dt和dv/dt節(jié)點,PCB寄生電容會將開關瞬態(tài)耦合到采樣信號中,導致示波器顯示嚴重失真。
難以識別關鍵行為:特別是在電流過零或峰值附近,噪聲可能完全掩蓋真實的電流變化趨勢,無法有效判斷電感是否進入飽和區(qū)。
影響原電路工作:引入的電阻會改變回路阻抗,可能影響控制環(huán)路穩(wěn)定性或效率。
因此,在關注動態(tài)行為(如飽和檢測、輕載模式切換)時,分流電阻并非理想選擇。
如圖2所示,正常電感電流呈線性上升/下降的三角波形。當電感因選型不當或過載而接近磁飽和時,其感量急劇下降,表現為電流斜率突然增大(波形變陡),形成類似“尖峰”的特征。
通過電流探頭清晰捕捉這一現象(圖中紫色標記區(qū)域),有助于及時優(yōu)化電感選型或調整最大負載條件,避免因飽和導致的過流損壞或效率下降。
圖2